Изображение процесса в координатах V(T) и p(V) по его графику в p-T

Давай разберёмся подробно с тем, как изобразить данный процесс в других координатах.

Исходные данные: у нас есть процесс, представленный в координатах p-T и разделённый на две стадии:

1. Давление снижается при постоянной температуре (изотермический процесс: p уменьшается, T = const).
2. Температура снижается при постоянном давлении (изобарический процесс: T уменьшается, p = const).

Задача: изобразить этот процесс в осях V(T) и p(V) для идеального газа.

1. График V(T):
Вспомним уравнение состояния идеального газа: pV = nRT.

а) Первый участок (T = const, p уменьшается):
Если T = константа, а давление уменьшается, подставим в уравнение:
V = (nRT) / p. T постоянен, R и n — тоже, а p уменьшается. Значит, V увеличивается обратно пропорционально p, но при постоянном T это просто переход между двумя точками на одной горизонтали (T = const), из меньшего объёма (большее p) к большему объёму (меньшее p). На графике V(T) эта часть будет горизонтальным участком (T фиксировано), но V возрастает.

б) Второй участок (p = const, T уменьшается):
V = nRT / p. Теперь p фиксировано, T уменьшается — значит, V линейно уменьшается с T. На графике V(T) это будет наклонная прямая вниз: при уменьшении T уменьшается и V, связь линейная.

Как совместить оба участка?
— Сначала вы рисуете горизонтальный отрезок (T = const), V увеличивается.
— Затем из конечной точки делаете убывающий (влево-вниз) наклонный линейный участок.

2. График p(V):
а) Первый участок (T = const):
Рассматриваем уравнение: pV = константа (при T = const: изотерма). Значит, это кусок гиперболы — чем больше объём, тем меньше давление.

б) Второй участок (p = const):
Теперь давление фиксировано, V снижается (по результату прошлой части; при снижении T при фиксированном p объём уменьшается). На p(V) это вертикальный отрезок вниз вдоль одной и той же p.

Как это совместить?
— Сначала вы рисуете часть изотермы: p уменьшается, V увеличивается.
— Затем от полученной (правой) точки проводится вертикальный отрезок вниз (V уменьшается, p = константа).

В итоге:

• V(T): горизонтальный правый участок (T = const, V растёт), потом вниз линейно (V уменьшается вместе с T, p = const).
• p(V): часть гиперболы (изотерма), p падает, V растёт, потом вертикальный отрезок вниз (p = const, V уменьшается).

Графически:

Обратите внимание: картинки схематичные, для более точного изображения указывайте конкретные значения температур и давлений.